[发明专利]管材穿孔方法及装置

权利要求书

1.一种管材穿孔方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：管坯预热：

传动辊以速度V带动管坯在预热装置内匀速行进，预热装置以温度t_预对管坯进行预热，温度t_预高于管坯穿孔温度t₀，管坯的加热时间为其中L为预热装置加热区长度，预热后管坯到达桶形辊处；

S2：顶头加热：

将顶头阴极接头与阳极接头通电，利用电流加热将鼻部和穿孔锥体加热至预设温度t_穿，温度传感器对穿孔锥体的温度进行实时检测，当穿孔锥体的温度达到预设温度t_穿时停止加热，预设温度t_穿大于穿孔温度t₀；

S3：通过试穿孔对电机转速进行调节：

推进装置带动顶头至穿孔端，电机带动顶头转动，压力泵对顶头进行加压，压力传感器测量顶头的附加压力，使顶头对穿孔端压力达到穿孔压力，桶形辊转动轧制，维持上述状态一定时间后进行试穿孔，之后顶头退出穿孔端，图像拍摄装置拍取穿孔端热力图像T，记热力图像T的Laplance边缘提取算子为L，通过卷积计算f(H)＝f(T)×f(L)，得到试穿孔温度测定区域，其中，H为提取后图像，利用提取后图像H将热力图像T进行区域划分，区域划分后，圆形边缘内部为试穿孔温度测定区域，圆形边缘外部为未加工区域，根据热力图像T获取试穿孔温度测定区域的温度t₁，当获取的温度t₁高于穿孔温度t₀时转速调整为其中，n为初始转速，单位为r/min；当获取的温度t₁低于穿孔温度t₀时转速调整为其中，n为初始转速，单位为r/min；

S4：穿孔：

电机以步骤S3调整后的转速带动顶头转动，推进装置带动顶头再次至穿孔端，压力泵对顶头进行再次加压，压力传感器测量顶头附加压力，使顶头对穿孔端压力达到穿孔压力，桶形辊转动轧制，对实心柱体进行穿孔，在穿孔过程中温度传感器测量顶头的实时温度，当实时温度低于穿孔温度t₀时，增加阴极接头与阳极接头之间的电流直至实时温度达到穿孔温度t₀，当温度高于穿孔温度1.2×t₀时，降低阴极接头与阳极接头之间电流直至实时温度达到穿孔温度t₀，在穿孔温度t₀下进行穿孔，直至管坯穿孔完毕。

2.根据权利要求1所述管材穿孔方法，其特征在于，管坯的行进速度V依据管坯的穿孔温度t₀进行设置，穿孔温度t₀越高，行进速度V越小，即相应延长了预热的保温时间，使得管坯的表层在预热装置中能够加热至较高温度，使得管坯表层获取一定的延展性便于穿孔加工。

3.根据权利要求1所述管材穿孔方法，其特征在于，当实时温度低于穿孔温度t₀时，将阴极接头与阳极接头之间电流增加为现有电流的1.2倍，间隔5-10秒，如果实时温度仍未达到穿孔温度t₀继续增加电流为现有电流的1.2倍，直至实时温度达到穿孔温度t₀，当温度高于穿孔温度1.2t₀时，将阴极接头与阳极接头之间电流降低为现有电流的0.8倍，间隔5-10秒，如果实时温度仍未降至穿孔温度t₀继续减少电流为现有电流的0.8倍，直至实时温度降至穿孔温度t₀，重复上述调整直至管坯穿孔完毕，在穿孔过程中由于顶头与穿孔端之间存在摩擦、积热情况，顶头温度的影响是不确定的，因此无法由单一数值的电流对顶头的温度进行确定性控制，需要实时的温度监测进行实际温度调控。